摘 要：核电工程设计是多学科、多团队分工协作的系统性工作。当前，核电工程布置设计广泛采用PDMS软件，各专业的协同逻辑和工作流程均内化在PDMS中。要实现各专业高效协同，必须确保各专业设计的深度匹配、进度协调、状态对等，即对三维设计模型实施技术状态控制。文章分析研究了基于PDMS的核电工程三维布置设计数据技术状态控制方法，论述了如何利用模型数据状态进行三维布置设计的过程控制与数据管理，归纳了技术状态管理在核电工程布置设计中典型的应用实践。
关键词：核电工程；PDMS；三维布置设计；模型数据；状态控制
中图分类号：TM623；TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）09-0004-03
技术状态管理（Configuration Management）于20世纪60年代起源于美国的军事和航天工业，90年代在美国和欧洲形成了比较完善的行业标准和体系，并被逐渐应用到核电、航空、智能交通和高端制造等领域。在核电领域，从设计阶段开始即建立全面的技术状态管理体系直至电站移交给业主也被作为明确的要求写入了欧洲用户要求（EUR）及美国用户要求文件（URD）中。IAEA于2010年针对核电厂技术状态管理发布了专门的安全报告（IAEA-Safety Reports Series-No.65），并建议在新建核电厂和在役核电厂中实行技术状态管理。
在核电工程中，布置设计所涵盖的数据量庞大、参与者众多、接口信息复杂，并直接指导物资采购与现场安装等活动，因而是实施技术状态管理的优先领域。
PDMS（Plant Design Management System）是三维布置设计的主流产品之一，被广泛应用于核电工程设计，其协同设计机制使处在不同地域、不同专业的设计人员都能获取到实时的设计数据。这就要求模型数据应当有明确的技术标识，标明其设计状态及其可用性，以便于各相关专业设计者或上下游应用者能准确有效地进行协同，从而提升了工作效率和质量。
1 实施模型数据状态控制的技术基础
PDMS是以数据库为核心、以项目为应用单元、基于元件等级规则驱动的多专业三维布置设计软件。她本身不具备技术状态管理功能，但通过充分引入技术状态管理理念，进而挖掘其软件功能，亦可有效地进行模型数据的技术状态控制。
1.1 PDMS的数据库类型
PDMS的数据存储载体是一系列有数据关联关系的数据库，根据存储数据类型的不同，数据库所列的几类见表1。
1.2 PDMS的数据库层次结构
PDMS软件中有两个层级的数据库：主数据库（Master Dat-
abases）和子数据库（Extract Databases）。主数据库一般是多写数据库（允许多个用户同时写数据库，但对模型数据有签入-签出的控制以避免同一模型对象同时被多人修改），而子数据库则是主数据库的下级数据库，且子数据库也可以是多级的，但只能从属于DESI/PADD/CATA/ISOD类型的数据库。
这种主-子数据库结构提供了一种控制设计对象发布给其他专业或人员的方法，使用子数据库可以持久的签出需修改的数据，控制某个专业内部的设计流程（如设计、发布）或专业间的交叉设计（如小管与大管共用的支架）。
1.3 PDMS的数据工作区
工作区（MDB）是用户进入PDMS项目时选定的能查看的数据库的集合，通过工作区的合理设置，可使不同的用户查看到对其设计工作有效且必要的模型数据。
1.4 PDMS的模型数据结构
PDMS使用树状结构形式的资源管理器管理模型数据，规范模型数据各层对象之间的从属关系。树状结构中各层对象可命名，且命名唯一。树状结构中各层均有特定的数据类型，在核电工程三维布置设计实践中，物项与模型结构层次对应关系已基本固化，见表2。
而PDMS对模型数据的签出-签入控制是作用于特定数据层次的，即各类模型的基本元素（Primary Element），如管道模型的基本元素对应的是Branch层次。因此，模型状态控制的颗粒度应大于或等于基本元素。
2 模型数据技术状态控制方法
2.1 项目层次的技术状态控制
核电工程的设计和建造一般是以已建成或进度先于本项目的同类堆型项目为参考，而其模型也是以参考项目指定时点的阶段成果模型作为项目初始模型，即三维布置设计的基准技术状态（Reference Configuration）。
项目初始模型确认后，需对其进行定义、说明和标识，作为项目三维布置设计的技术基线。
2.2 数据库层次的技术状态控制
三维模型存储在PDMS的设计数据库中，一系列设计数据库构成完整的项目模型数据，数据库层次的状态控制是最基础的模型状态控制手段。
设计数据库可设置为三个层次。
2.2.1 专业内工作层
各专业进行本专业内三维设计工作的数据区域，通常为子数据库。
2.2.2 专业间协同层
通过PDMS数据发布机制将工作层完成的设计模型校审确认后对外发布的数据区域。该层次数据库为工作层子数据库的主数据库。
2.2.3 各设计阶段固化层
将项目主要设计阶段固化的模型数据进行提取并存档的数据区域。该层次数据库应为独立的主数据库。
此外，为便于各专业在确定综合设计方案前进行充分的信息交换和协同配合，还可建立专门的临时研究层数据库，使设计人员可以不受权限限制的建立各类设计模型，推演各自设计方案。相关专业可以直观便捷地互动，以形成最终的设计方案。
设计数据库的层次设置如图1所示。